#pragma once

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <mutex>
#include <assert.h>
#include <fstream>
#include <algorithm>
#include <jsoncpp/json/json.h>
#include "oj_model.hpp"
#include "oj_view.hpp"
#include "../comm/log.hpp"
#include "../comm/util.hpp"
#include "../comm/httplib.h"

namespace ns_control
{
    using namespace ns_log;
    using namespace ns_util;
    using namespace ns_model;
    using namespace ns_view;
    using namespace httplib;

    // 编译运行主机
    class Machine
    {
    public:
        std::string ip;
        int port;
        uint64_t load;   // 负载计数器
        std::mutex *mtx; // 锁，因为禁止拷贝所以使用指针
    public:
        Machine()
            : ip(""), port(0), load(0), mtx(nullptr)
        {
        }

        // 负载增加
        void IncLoad()
        {
            if (mtx)
                mtx->lock();
            ++load;
            if (mtx)
                mtx->unlock();
        }

        // 负载减少
        void DecLoad()
        {
            if (mtx)
                mtx->lock();
            --load;
            if (mtx)
                mtx->unlock();
        }

        void ClearLoad()
        {
            if (mtx)
                mtx->lock();
            load = 0;
            if (mtx)
                mtx->unlock();
        }

        // 获取负载
        uint64_t GetLoad()
        {
            uint64_t ret = 0;
            if (mtx)
                mtx->lock();
            ret = load;
            if (mtx)
                mtx->unlock();
            return ret;
        }

        ~Machine() {}
    };

    const std::string conf_path = "./conf/service_machine.conf";

    // 负载均衡模块
    class LoadBalancer
    {
    private:
        std::vector<Machine> machines; // 可提供编译运行服务的主机，下标作为id
        std::vector<int> online;       // 所有在线的主机id
        std::vector<int> offline;      // 所有离线的主机id
        std::mutex mtx;                // 选择主机时的保护锁，避免多执行流同时访问造成错误
    public:
        LoadBalancer()
        {
            assert(LoadMachines(conf_path));
            LOG(INFO) << " control模块: 成功加载编译运行主机" << std::endl;
        }

        // 读取配置文件，加载编译主机
        bool LoadMachines(const std::string &conf_path)
        {
            // 构建文件流
            std::ifstream in(conf_path);
            if (!in.is_open())
            {
                LOG(FATAL) << " control模块: 主机配置文件读取失败" << std::endl;
                return false;
            }

            // 逐行读取
            std::string line;
            while (std::getline(in, line))
            {
                // 解析字符串
                std::vector<std::string> tokens;
                StringUtil::SplitString(line, &tokens, ":");
                if (tokens.size() != 2)
                {
                    LOG(WARNING) << " control模块: 主机配置文件中部分信息格式有误" << std::endl;
                    continue;
                }

                // 构造Machine
                Machine machine;
                machine.ip = tokens[0];
                machine.port = atoi(tokens[1].c_str());
                machine.load = 0;
                machine.mtx = new std::mutex();

                // 添加到主机列表
                online.push_back(machines.size());
                machines.push_back(machine);
            }

            // 关闭文件流
            in.close();
            return true;
        }

        // 选择合适的编译主机
        bool ChooseMachine(int *id, Machine **m)
        {
            // 上锁
            mtx.lock();

            // 选择主机
            int online_size = online.size();
            if (online_size == 0) // 在线主机数为0
            {
                // 解锁
                LOG(FATAL) << " control模块: 没有在线的编译主机，请及时修复" << std::endl;
                mtx.unlock();
                return false;
            }

            // 不为0，找负载最小主机
            uint64_t min_load = machines[online[0]].GetLoad();
            *id = online[0];
            *m = &machines[online[0]];
            for (int i = 1; i < online_size; i++) // 遍历在线主机
            {
                uint64_t curr_load = machines[online[i]].GetLoad();
                if (min_load > curr_load) // 当前主机负载小于min_load
                {
                    // 更新min_load，id和m
                    min_load = curr_load;
                    *id = online[i];
                    *m = &machines[online[i]];
                }
            }

            // 解锁
            mtx.unlock();
            return true;
        }

        // 将编号为id的主机离线
        void OfflineMachine(int id)
        {
            mtx.lock();

            for (auto iter = online.begin(); iter != online.end(); iter++)
            {
                if (*iter == id)
                {
                    machines[id].ClearLoad(); //清空负载
                    // 从online移除，加入offline，跳出循环
                    online.erase(iter);
                    offline.push_back(id);
                    break;
                }
            }
            
            mtx.unlock();
        }

        void OnlineMachine()
        {
            mtx.lock();

            online.insert(online.end(), offline.begin(), offline.end());
            offline.erase(offline.begin(), offline.end());

            mtx.unlock();
            LOG(INFO) << " control模块: 所有离线的主机已重新上线" << std::endl;
        }

        void ShowMachines()
        {
            mtx.lock();
            std::cout << "在线主机: ";
            for (auto &id : online)
            {
                std::cout << id << " ";
            }
            std::cout << std::endl;
            std::cout << "离线主机: ";
            for (auto &id : offline)
            {
                std::cout << id << " ";
            }
            std::cout << std::endl;
            mtx.unlock();
        }

        ~LoadBalancer() {}
    };

    // 控制模块
    class Control
    {
    private:
        Model model_;
        View view_;
        LoadBalancer load_balancer_; // 负载均衡器

    public:
        Control() {}

        void RecoveryMachine()
        {
            load_balancer_.OnlineMachine();
        }

        // 获取所有题目数据并返回html页面
        bool QueryAllQuestions(std::string *out)
        {
            bool ret = true;
            std::vector<Question> ques;
            if (model_.GetAllQuestions(&ques))
            {
                // 按题号排序
                std::sort(ques.begin(), ques.end(), [](const Question& q1, const Question& q2){
                    return atoi(q1.number.c_str()) < atoi(q2.number.c_str());
                });
                // 获取题目数据成功，构建html
                view_.AllQuestionsExpandHtml(ques, out);
            }
            else
            {
                *out = "题单为空或获取题目失败";
                ret = false;
            }
            return ret;
        }

        // 获取某个题目数据并返回html页面
        bool QueryOneQuestion(const std::string &number, std::string *out)
        {
            bool ret = true;
            Question q;
            if (model_.GetOneQuestion(number, &q))
            {
                // 获取题目数据成功，构建html
                view_.OneQuestionExpandHtml(q, out);
            }
            else
            {
                *out = "题目" + number + "不存在或获取题目失败";
                ret = false;
            }
            return ret;
        }

        // 接收用户的程序和输入，并进行判题
        // in_json: code, input
        void Judge(const std::string &number, const std::string &in_json, std::string *out_json)
        {
            // 获取对应题目细节
            Question q;
            model_.GetOneQuestion(number, &q);

            // 反序列化in_json
            Json::Value in_value;
            Json::Reader reader;
            reader.parse(in_json, in_value);
            std::string code = in_value["code"].asString();

            // 构造Json对象，填充编译运行所需信息
            Json::Value compile_value;
            compile_value["code"] = code + "\n" + q.tail; // 拼接用户代码和测试用例，形成完整代码
            compile_value["input"] = in_value["input"].asString();
            compile_value["cpu_limit"] = q.cpu_limit;
            compile_value["mem_limit"] = q.mem_limit;
            Json::FastWriter writer;
            std::string compile_json = writer.write(compile_value);

            // 选择负载最低的主机
            while (true)
            {
                // 一直选择，并发送编译请求，请求成功则停止，失败则将对应主机离线
                int id = 0;
                Machine *m = nullptr;
                if (!load_balancer_.ChooseMachine(&id, &m))
                {
                    break; // 选择失败
                }

                Client cli(m->ip, m->port); // 构建客户端,指定要发送请求的主机ip和端口号
                m->IncLoad();               // 负载增加
                // 判断是否请求成功
                if (auto res = cli.Post("/compile_and_run", compile_json, "application/json;charset=utf-8")) // 发送编译请求
                {
                    if (res->status == 200) // 请求成功
                    {
                        // 获取out_json，跳出循环
                        *out_json = res->body;
                        m->DecLoad(); // 负载减少
                        LOG(INFO) << " control模块: 请求编译运行服务成功" << std::endl;
                        break;
                    }
                    m->DecLoad();
                }
                else // 没有返回响应，将对应主机离线
                {
                    LOG(ERROR) << " control模块: 主机" << m->ip << ":" << m->port << "未响应，可能已经离线" << std::endl;
                    load_balancer_.OfflineMachine(id);
                    load_balancer_.ShowMachines(); // debug
                }
            }
        }

        ~Control() {}
    };
}